摘要：为了提高大面积激光冲击强化数值模拟效率及计算精度,本文采用Johnson-Cook模型,分析了激光冲击作用下镍基高温合金GH4169的残余应力分布,并设计试验进行对比。结果表明,单点冲击条件下,表层残余应力最大值随着激光脉冲能量的增大而增大,残余应力最大值在空间中的分布形成一个残余应力“波谷”。多点冲击条件下,残余应力最大值也与激光脉冲能量呈正相关,沿冲击点中心路径的表面残余应力分布在开始阶段表现出类似“正弦”特征。对试验件进行了残余应力测试,在激光脉冲能量为3J,4J,5J时的残余应力平均值分别为627.45MPa,776.94MPa,860.25MPa,分别提升了24%和11%,在三种脉冲能量下,残余应力测试值均与有限元模拟结果较为接近。

摘要：目的研究Ti N/Ti涂层结构变化对TC4钛合金基体冲击塑性应变的影响。方法采用有限元分析软件ABAQUS建立球形Al2O3颗粒冲击覆有Ti N/Ti涂层TC4基体的二维轴对称模型,分析涂层硬质层厚度、硬质层层数对基体在冲击过程中的等效塑性应变的影响规律。结果对于无涂层的基体,其冲击塑性应变仅发生在冲击的加载阶段,冲击塑性应变分为加载及卸载两个阶段,加载阶段基体的塑性应变由球形颗粒的冲击产生,卸载阶段基体的塑性应变由涂层硬质层的回弹产生。对于单层结构涂层,当硬质层厚度低于12μm时,随着硬质层厚度的增加,基体的塑性应变较大且呈振荡变化;当硬质层厚度超过12μm时,随着硬质层厚度的增加,基体的塑性应变减小。对于多层结构涂层,当硬质层的厚度不变,增加涂层硬质层层数使得基体的塑性应变减小。结论有限元可以模拟分析Ti N/Ti涂层结构对TC4钛合金冲蚀性能影响规律,优化Ti N/Ti抗冲蚀涂层的结构设计参数,对抗冲蚀涂层的结构设计及其进一步研究具有指导意义。